package com.sparsearr.datastructures.ztr.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author: ZhaoTR
 * @Date: Created in 2025/3/31 20:57
 * @Description: 环形数组队列
 * @Version: 1.0
 */

public class CircleArrayQueue {

    public static void main(String[] args) {
        // 创建一个队列,队列最大数据为4
        CircleArray arrayQueue = new CircleArray(4);
        // 接收输入
        char key;
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        boolean loop = true;
        while (loop) {
            System.out.println("s(show): 显示队列");
            System.out.println("e(exit): 退出程序");
            System.out.println("a(add): 添加数据到队列");
            System.out.println("g(get): 从队列取出数据");
            System.out.println("h(head): 查看队列头数据");
            // 接收字符
            key = scanner.next().charAt(0);
            switch (key) {
                case 's':
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'a':
                    System.out.println("请输入一个数");
                    int value = scanner.nextInt();
                    arrayQueue.addQueue(value);
                    arrayQueue.showQueue();
                    break;
                case 'g':
                    try {
                        int res = arrayQueue.getQueue();
                        System.out.printf("取出的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'h':
                    try {
                        // 队列为空，则抛出异常
                        int res = arrayQueue.headQueue();
                        System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
                    } catch (Exception e) {
                        System.out.println(e.getMessage());
                    }
                    break;
                case 'e':
                    // 退出程序
                    scanner.close();
                    loop = false;
                    break;
                default:
                    System.out.println("输入有误，请重新输入");
                    break;
            }
        }
        System.out.println("程序退出");
    }
}

class CircleArray {
    // 数组最大的容量
    private final int maxSize;

    // 初始值 = 0
    private int front;

    // 初始值 = 0
    private int rear;

    // 用于存放数据
    private final int[] arr;

    public CircleArray(int arrMaxSize) {
        maxSize = arrMaxSize;
        arr = new int[maxSize];
    }

    // 判断队列是否满足
    public boolean isFull() {
        // 队列尾部指向最大值，则队列满
        return (rear + 1) % maxSize == front;
    }

    // 判断队列是否为空
    public boolean isEmpty() {
        // 队列尾部指向最大值，则队列满
        return rear == front;
    }

    // 添加数据到队列
    public void addQueue(int n) {
        // 判断队列是否满
        if (isFull()) {
            // 队列满
            System.out.println("队列满，不能加入数据");
        }
        // 直接将数据加入
        arr[rear] = n;
        // 将rear后移，考虑取模
        rear = (rear + 1) % maxSize;
    }

    // 获取队列的数据，出队列
    public int getQueue() {
        // 判断队列是否空
        if (isEmpty()) {
            // 队列空,抛出异常
            throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
        }
        // 分析：front是指向队列的第一个元素
        // 1. 先把 front 的值保存到临时变量
        // 2. 将 front 后移，考虑取模
        // 3. 将临时保存的变量返回
        int value = arr[front];
        front = (front + 1) % maxSize;
        return value;
    }

    // 显示队列的所有数据
    public void showQueue() {
        // 遍历
        if (isEmpty()) {
            System.out.println("队列为空");
            return;
        }
        // 从front开始遍历，遍历多少个元素
        for (int i = front; i < front + size(); i++) {
            System.out.println("arr[%d]=%d\n" + i % maxSize + arr[i % maxSize]);
        }
    }

    // 求出当前队列的有效数据的个数
    public int size() {
        // rear = 2
        // front = 1
        // maxSize = 3
        // 3 - 1 = 2
        return (rear + maxSize - front) % maxSize;
    }

    // 显示队列的头数据， 注意不是取出数据
    public int headQueue() {
        if (isEmpty()) {
            throw new RuntimeException("队列为空，没有数据!");
        }
        return arr[front];
    }
}